質(zhì)量管理的七種工具

前言

目錄

第一章 數(shù)理統(tǒng)計基本知識

第二章 質(zhì)量管理中的常用統(tǒng)計方法

第三章 PDCA循環(huán) 2100433B

本書概括地敘述了基本數(shù)理統(tǒng)計知識，講述了抽樣和數(shù)據(jù)整理的方法，重點介紹了質(zhì)量管理中常用的七種工具，用直接而易使讀者了解的方式舉了一些實例。它的特點是取材廣泛且緊密聯(lián)系實際問題，具有較高的實用價值。

本書可供工礦企業(yè)工人技術(shù)人員及干部參考學習。王人可把重點放在應(yīng)用方面，數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)理論部分供進一步學習使用。

1.因果圖（石川馨圖）

1953年由日本東京大學教授石川馨第一次提出。

a.因果圖的作用：導致過程或產(chǎn)品問題的原因可能有很多因素通過對這些因素進行全面系統(tǒng)地觀察和分析，可以找出其因果關(guān)系。

b.繪制因果圖的方法和注意事項利用邏輯推理法；利用發(fā)散整理法。

注意事項：

確定時應(yīng)通過大家集思廣益，充分發(fā)揚民主，以免疏漏；

確定原因盡可能具體；質(zhì)量特性有多少，就要繪制多少張因果圖；

質(zhì)量特性和因素盡可能量化；驗證。

因果圖又叫魚刺圖，用來羅列問題的原因，并將眾多的原因分類、分層的圖形。

2.排列圖（柏拉圖）

a.排列圖的概念和種類

質(zhì)量問題是以質(zhì)量損失（缺陷項目和成本）的形式表現(xiàn)出來的，大多數(shù)損失往往是由幾種缺陷引起的，而這幾種缺陷往往又是少數(shù)原因引起的。因此，一旦明確了這些“關(guān)鍵的少數(shù)”就可以消除這些特殊原因，避免由此引起的大量損失。

排列圖可分為二種：

1)分析現(xiàn)象用排列圖；

2)分析原因用排列圖。

b.排列圖的作圖步驟

1)確定所要調(diào)查的問題以及如何收集數(shù)據(jù)；

2)設(shè)計一張數(shù)據(jù)表；

3)將數(shù)據(jù)填入表中，并合計；

4)作排列圖用數(shù)據(jù)表，表中有各項缺陷數(shù)、累計缺陷數(shù)、各項缺陷所占百分比，以及累計百分比；

5)按數(shù)量從大到小順序填入表中，其它項的數(shù)據(jù)由許多小項目的數(shù)據(jù)合并在一起，不必計較他的大小排在最后；

6)畫兩根橫軸和縱軸。左邊縱軸標上件數(shù)（頻數(shù)）右邊縱軸標上比率（頻率）最大為100%。橫軸標上各因素。

7)由大到小依次排出各項；

8)在橫軸上按頻數(shù)的大小畫出直方圖；

9)在每個直方柱的右上方標出累計值（累計頻數(shù)和累計頻率百分數(shù)）描點，用實點連線，畫累計頻數(shù)折線（巴雷特曲線）。

10)在圖上記入有關(guān)必要事項，如排列圖缺陷名稱，數(shù)據(jù)，單位，作圖人姓名以及采集數(shù)據(jù)的時間，主題，數(shù)據(jù)合計數(shù)等。

排列圖又叫帕累托圖，它是將各個項目從最主要到最次要的順序進行排列的一種工具。

3.直方圖

a.直方圖的概念：

直方圖法是從總體中隨機抽取樣本，將從樣本中獲得的數(shù)據(jù)進行整理，根據(jù)這些數(shù)據(jù)找出質(zhì)量波動規(guī)律，預(yù)測工序質(zhì)量好壞，估算工序不合格率的一種工具。

b.直方圖的作圖步驟

求極差R；

確定分組的組數(shù)和組距， K為組 h為組距=R/K；確定各組界限；作頻數(shù)分布表；畫直方圖，以橫坐標表示質(zhì)量特性，縱坐標表示頻數(shù)，在橫坐標上標明各組組界，以組距為底，頻數(shù)為高，畫一系列的直方圖。

在直方圖的空白區(qū)域記上有關(guān)數(shù)據(jù)的資料，如收集的數(shù)據(jù)的時間，數(shù)據(jù)的個數(shù)n平均值x，標準差s等等。

c.常見直方圖的類型

標準型：對稱型；

鋸齒型：分組過多；

偏峰型：頻數(shù)突然增加或減少；

陡壁型：平均值遠左離（或右離）直方圖的中間值；

平頂型：幾種平均值不同的分布混合在一起；

雙峰型：靠近直方圖中間值的頻數(shù)較少；

孤島型：工序異常，測量錯誤或混有另一分布的數(shù)據(jù)。

直方圖是用來分析數(shù)據(jù)信息的常用工具，它能夠直觀地顯示出數(shù)據(jù)的分布情況。

4.檢查表

a. 檢查表的作用

用來檢查有關(guān)項目的表格，一是收集數(shù)據(jù)比較容易，二是數(shù)據(jù)使用處理起來也比較容易，因此檢查表成了非常有用的數(shù)據(jù)記錄工具。

b. 檢查表的種類

工序分布檢查表；不合格項檢查表；缺陷位置檢查表；缺陷原因檢查表；

調(diào)查表又叫檢查表、統(tǒng)計分析表等，用來系統(tǒng)地收集資料和積累數(shù)據(jù)，確認事實并對數(shù)據(jù)進行粗略整理和分析的統(tǒng)計圖表。

5.分層法

a.分層法的原則

通常，通過分層可以獲得對整體進行剖析的有關(guān)信息。但有時由于分層不當，也可以得出錯誤的信息，必須運用有關(guān)產(chǎn)品技術(shù)知識和經(jīng)驗進行正確分層。

b. 熟悉分層的方法

按操作者或作業(yè)方法分層；

按機器設(shè)備分層；

按原料分層；

按時間分層；

按作業(yè)環(huán)境狀況分層。

6.散布圖

在質(zhì)量改進活動中，常常要分析研究兩個相應(yīng)變量是否存在相關(guān)關(guān)系。散布圖的作法就是把由實驗或觀測得到的統(tǒng)計資料用點在平面圖上表示出來，根據(jù)散布圖，就可以為把握二者之間的關(guān)系。

散布圖是用來發(fā)現(xiàn)和顯示兩組相關(guān)數(shù)據(jù)之間相關(guān)關(guān)系的類型和程度，或確認其預(yù)期關(guān)系的一種示圖工具。

7.控制圖（休哈特圖）

休哈特于1924年提出來的，其目的是消除產(chǎn)品質(zhì)量形成過程中異常波動。產(chǎn)品在制造過程中，質(zhì)量波動是不可避免的，質(zhì)量波動包括異常波動和正常波動，在質(zhì)量改進過程中，控制圖主要是用來發(fā)現(xiàn)過程中的異常波動。

控制圖用來對過程狀態(tài)進行監(jiān)控，并可度量、診斷和改進過程狀態(tài)。

結(jié)合前面所提精益質(zhì)量管理兩層次任務(wù)，對基本任務(wù)而言，支持工具重點是直方圖和控制圖，相關(guān)理論是統(tǒng)計過程控制，即SPC；對第二層任務(wù)而言，在前面工具基礎(chǔ)上，重點是6西格瑪管理理論和方法。

1、直方圖簡介

直方圖是將質(zhì)量數(shù)據(jù)按順序分成若干間隔相等的組，以組距為底邊，以落入各組的數(shù)據(jù)頻數(shù)為依據(jù)，按比例構(gòu)成的若干矩形條排列的圖。

直方圖的典型作用包括：觀察與判斷產(chǎn)品質(zhì)量特性分布狀況；通過直方圖形狀，判斷生產(chǎn)過程是否正常，判斷工序是否穩(wěn)定，并找出產(chǎn)生異常的原因；計算工序能力，估算生產(chǎn)過程不合格品率。

在生產(chǎn)過程是否正常的判斷上，通過直方圖的典型形狀就可判斷。直方圖典型形狀包括：正常型、偏向型、雙峰型、鋸齒型、平頂型和孤島型。通過已總結(jié)出的不同形狀常見質(zhì)量原因，這為迅速發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題提供了重要途徑。

對正常型直方圖再進一步與公差限的結(jié)合，可直觀快速的判斷工序能力和質(zhì)量狀況，直觀發(fā)現(xiàn)工序異常。如典型圖形有：理想型、偏心型、無富余型、富余型、能力不足型。

2、控制圖簡介

控制圖是畫有控制界限對生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量進行控制的一種圖?？刂茍D是直方圖的一種變形，其將直方圖順向轉(zhuǎn)90度再反轉(zhuǎn)，再繪制中心線和上下控制限。中心線為樣本某統(tǒng)計量的均值，上下控制限分別為均值基礎(chǔ)上的正負三倍標準差。

當生產(chǎn)中不存在系統(tǒng)誤差時，產(chǎn)品質(zhì)量特性（總體）服從正態(tài)分布，樣品值出現(xiàn)在均值加減3σ范圍內(nèi)的概率為0.9973。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計定理，如果生產(chǎn)處于受控狀態(tài)，則認為樣品值一定落在此3σ范圍內(nèi)。

控制圖較直方圖最大的特點是引入了時間序列或樣本序列，通過觀察樣本點相關(guān)統(tǒng)計值是否在控制限內(nèi)以判斷過程是否受控，通過觀察樣本點排列是否隨機從而及時發(fā)現(xiàn)異常?？刂茍D較直方圖在質(zhì)量預(yù)防和過程控制能力方面大為改進。

控制圖的主要用途有：分析判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定；及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中異常情況，預(yù)防不合格品產(chǎn)生；檢查生產(chǎn)設(shè)備和工藝裝備的精度是否滿足生產(chǎn)要求；對產(chǎn)品進行質(zhì)量評定。

3、六西格瑪管理簡介

在6西格瑪管理中，通常使用西格瑪水平Z作為滿足顧客要求程度的質(zhì)量水平度量。西格瑪水平是綜合了標準差與公差限的計算值，公式為Z=（USL- LSL）/2σ，即顧客要求的公差限除以兩倍標準差。由于顧客要求是不斷提高的，即公式中分子所代表的公差將不斷減少，要求標準差應(yīng)不斷降低，以適應(yīng)顧客要求提高企業(yè)質(zhì)量競爭力。

達到6西格瑪水平是指Z等于6。用正態(tài)分布來解釋，就是在正態(tài)分布單側(cè)從均值到公差上限或下限范圍內(nèi)可容納6個標準差；傳統(tǒng)控制圖理論則是單側(cè)3個標準差，不合格率控制在0.27%水平。6西格瑪管理對控制圖3倍控制限進行了徹底突破，將西格瑪水平指標由3提高到6。我們應(yīng)認識到，以3西格瑪水平為標準的控制圖及統(tǒng)計過程控制SPC理論和方法，在實際中仍是有效的。隨著西格瑪水平的提高，3倍標準差的控制限區(qū)間得到不斷壓縮，通過控制圖仍能有效發(fā)現(xiàn)質(zhì)量異常。

Z還有另一種表達形式：用百萬分之缺陷率（ppm）來表示。一個服從正態(tài)分布的過程，其超出規(guī)范限的缺陷百分比與西格瑪水平是一一對應(yīng)的。根據(jù)這個規(guī)律，我們可以通過測量缺陷的比率，估算過程的西格瑪水平Z，并以此考察過程滿足顧客要求的能力。

當分布中心無漂移時，即樣本均值與分布中心重合時，3西格瑪水平對應(yīng)的不合格率為0.27%，即2700ppm；6西格瑪水平對應(yīng)的不合格率為十億分之二，即0.0024ppm。分布中心無漂移為理想狀態(tài)。當分布中心上下漂移1.5σ時，3西格瑪水平對應(yīng)的不合格率為66807ppm；4西格瑪水平為 6210ppm；5西格瑪水平為233ppm；6西格瑪水平為3.4ppm。GE采取了上下漂移1.5σ來設(shè)定西格瑪標準，6西格瑪水平為3.4ppm。這成為6西格瑪管理的默認標準。

在企業(yè)追求由3西格瑪向6西格瑪?shù)倪^程中，每提高1個西格瑪水平，質(zhì)量水平均呈數(shù)十倍的改善。據(jù)研究，對一個3西格瑪水平的企業(yè)來說，提高一個西格瑪水平可獲得下述收益：利潤率增長20%、產(chǎn)出能力提高12%—18%、減少勞動力12%、資本投入減少10%—30%。